Eigenschaften von metallischen Bindungen
- Sie sind Stromleiter 1.Ordnung. Das heißt, sie können den Strom zeitlich unbegrenzt
leiten und sie verbrauchen sich nicht chemisch, wenn Strom hindurch fließt.
- Sie leiten Strom in jedem Aggregatzustand (Zum Vergleich: Salze müssen gelöst oder
geschmolzen vorliegen)
- Eine Landungsänderung ("Stromfluß") wirkt sich im Metall beinahe
lichtschnell aus.
- Metallischer Glanz: Der Glanz der Metalle wird durch die besondere Art erzeugt, in der
die frei beweglichen Außenelektronen des Metalls an seiner Oberfläche das Licht
zurückwerfen.
- Reine Metalle sind duktil
- Legierungen sind meistens hart-elastisch
- Metalle sind gute Wärmeleiter
- Fe, Ni und Co sind außerdem magnetisch
Innerhalb der allgemeinen Grenzen variieren die Eigenschaften von Metallen
beträchtlich. Die meisten Metalle sind gräulich gefärbt, Bismut dagegen rötlich,
Kupfer rot und Gold gelb. Die Schmelzpunkte der Metalle liegen zwischen -39 °C beim
Quecksilber und 3 410 °C beim Wolfram. Die höchste relative Dichte aller Metalle hat
Iridium mit 22,4 und die geringste hat Lithium mit 0,53. Im Kristallverband oder auch
Metallgitter findet der Zusammenhalt zwischen den Atomen durch Metallbindungen statt. Bei
sehr tiefen Temperaturen sind einige Metalle in der Lage, elektrischen Strom
widerstandsfrei zu leiten (Supraleitfähigkeit; Tiefsttemperaturtechnik). Die elektrische
Leitfähigkeit der meisten Metalle nimmt ab, wenn man sie mit anderen Metallen legiert.
Beim Erwärmen dehnen sich alle Metalle aus, und beim Abkühlen kontrahieren sie sich.
Bestimmte Legierungen, darunter einige von Platin und Iridium, haben extrem kleine
thermische Ausdehnungskoeffizienten. |
Physikalische Eigenschaften
Metalle sind im Allgemeinen fest und widerstandsfähig gegen unterschiedlich geartete
Belastungen. Von Metall zu Metall gibt es jedoch starke Variationen der Eigenschaften. Zu
den interessanten Merkmalen der Metalle gehören die Härte (der Widerstand gegen
Verformung und Abrieb), die Zugfestigkeit und die Bruchfestigkeit, die Elastizität (die
Fähigkeit, nach einer Verformung die vorherige Gestalt wieder anzunehmen), die
Formbarkeit durch Schmieden oder Hämmern, die Beständigkeit gegen Materialermüdung
(also die Fähigkeit, ständig wiederkehrenden Belastungen zu widerstehen) und die
Duktilität (die Formbarkeit, ohne dass ein Bruch eintritt). Einige Metalle und
Legierungen kommen als magnetische Werkstoffe zum Einsatz.
Elektronenstruktur
Metalle geben ihre Außenelektronen in den gesamten metallischen Verband - man
kann sie also nicht mehr einem bestimmten Atom zuordnen. Diese Außenelektronen sind frei
beweglich zwischen den übrig bleibenden Atomrümpfen - das sind die Kerne plus die voll
gefüllten Schalen. Rings um diese positiv geladenen Atomrümpfe herrscht dabei
Ladungsausgleich -also es ist immer die erforderliche Anzahl von irgendwelchen
Außenelektronen vorhanden. Im Unterricht bezeichnet man diese beweglichen freien
Außenelektronen als "Elektronengas". |